高三物理总复习指导-第六章 振动和波

高三物理总复习指导-第六章 振动和波内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、知识目标内 容 要 求 说 明1简谐运动的表达式和图象 2单摆的周期与摆长的关系(实验、探究) 3受迫振动和共振 4机械波横波和纵波横波的图象 5波长、波速和频率(周期)的关系 6波的反射和折射波的干涉和衍射 7多普勒效应 二、能力要求(一)机械振动1掌握产生振动的条件，掌握平衡位置和回复力的概念，明确振动的位移的规定2掌握简谐运动的概念会从运动学、动力学和能量转化与守恒角度描述简谐运动的过程处理简谐运动问题要会确定平衡位置，并正确分析受力，找出回复力知道振动的对称性3理解简谐运动的图象，并会从图象中正确判断振动的振幅、周期、任一时刻的位移、加速度和速 2、度方向4知道什么是单摆及单摆做简谐运动的条件掌握单摆做简谐运动的周期，这个周期与摆球质量 m 和振幅 A 无关会讨论 g 对 T 的影响二)机械波1知道机械波产生的条件、知道横波和纵波的概念理解机械波形成的过程2理解波的频率 f、速度 v、波长 及它们的关系 fv，知道 f 由振源决定，v 由介质决定3知道波的图象和振动图象的区别与联系会由波的图象求振幅和波长会根据波的传播方向确定该时刻各质点的速度方向会画出经过 周期后的波的图象414了解波的独立传播原理和波的叠加原理，知道波的干涉条件和明显衍射的条件5了解多普勒效应知道超声波及其应用三、解题示例例 1 图(a)是演示简谐振动图象的装置当盛沙 3、漏斗下面的薄木板 N 被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上的直线 表时间轴图(b)是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线，若板 板 动的速度 关系为 2板 2 上曲线所代表的振动周期 关系为 ( )AT 2T 1 BT 22T 1 CT 24T 1 DT 2T 1/4分析：光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，木板从沙摆下经过，所需时间 ，其中 L 为板长，v 为板的拉动速t度又由题图可知，木板 的图形对应沙摆做了一次全振动，木板 的图形对应沙摆做了两次全振动，因此有：第一个木板运动的时间 11 22t又 N 2解得 4确答案为选项 D讨 4、论：在利用沙摆获得做简谐运动的质点位移随时间的变化关系图象时，时间是通过木板匀速运动的位移反映出来的例 2 图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图已知此时质点 A 正向上运动，如图中箭头所示，由此可断定此横波A向右传播，且此时质点 B 正向上运动B向右传播，且此时质点 C 正向下运动C向左传播，且此时质点 D 正向上运动D向左传播，且此时质点 E 正向下运动分析：先据 A 点向上运动，可判定波向 x 轴负方向传播(后一质点总是落后于前一质点的振动 )，然后依据同一原则可断定 D 点应向上运动解：正确答案是选项 C例 3 如图所示，有四列简谐波同时沿 x 轴正方向传播，波速分别是 v、2v、3v 5、 和4v，a、b 是 x 轴上所给定的两点，且 abl 在 t 时刻 a、 b 两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起 a 点出现波峰的先后顺序依次是图；频率由高到低的顺序依次是图光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：由各图分析知波长分别为 Al C2l 32其周期和频率各为； 6可见频率由高到低的先后顺序依次是图 D、B、C、A由波的传播方向可判断 t 时刻 a 点的运动方向，即可判定由该时刻起各图中 a 点到达波峰的时间分别为 43641644 可见各图中由 t 时刻起 a 点出现波峰的顺序依次是图 B、 D、C 、A 解：正确答案是 B、D、C、 A；D、B 、C、A例 4 一 6、列横波沿 x 轴传播，下图采用实线和虚线分别表示它在 和 个时刻波的图象求波速解析：()若波速向右，则 41( ),310(m/s)14()若波速向左，则 43( 20)(. ),3210(m/s)34(论：分为()( )两个小步骤体现了方向多解，而()( )每一步的内部又包含着 解波的问题中，通常要考虑这两种情况多解问题在历年各省的高考题中多次出现例 5 绳上有一简谐横波向右传播，当绳上质点 A 向上振动到最大位移处时，在其右方平衡位置相距 质点 B 刚好向下运动到最大位移处，已知波长大于 该波的波长等于多少米?解：试画出两个波长的正弦波作参考(略) m/0)21( n0 时，n1 时，n2 7、 时，符合题意)，所以本题的答案为 、综合训练1一个弹簧振子的周期是 振子通过平衡位置向右运动的时刻开始计时，振子的运动情况是 ( )A向右做减速运动B向右做加速运动C向左做减速运动D向左做加速运动2右图是一个质点作简谐运动的振动图象在图中 个时刻，振子相同的物理量是( )A加速度 B位移 C速度 D回复力3一个单摆摆球质量变为原来的 4 倍，通过平衡位置的速度变为原来的 ，则单摆做简21谐运动的( )A周期增大，振幅也增大B周期减小，振幅也减小C周期不变，振幅减小D周期不变，振幅不变4一个弹簧振子放在光滑的水平桌面上，第一次把它从平衡位置拉开 d 距离，释放后做简谐运动的频率为 二次把它从平 8、衡位置拉开 3d 距离(仍在弹性限度内)，释放后它做简谐运动的频率为 两次振动频率 比为 ( )A13 B3 1 C D11:光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 如图所示，S 点为振源，其频率为 100产生的横波向右传播，波速为80m/s P、Q 是波传播途径中的两点，已知 Q S 通过平衡位置向上运动时，则( )AP 在波谷，Q 在波峰BP 在波峰，Q 在波谷CP、Q 都在波峰DP 通过平衡位置向上运动，Q 通过平衡位置向下运动6如图所示，S 为上下振动的振源，它产生的机械波沿 x 轴正方向传播振源的振动频率为 50速为 50m/s，质点 P 和振源 S 相距 过一段时间，当质点 S 刚 9、好通过平衡位置向上运动的时刻，质点 P 的运动情况是 ( )A运动方向向上 B运动方向向下C恰好处于波峰 D恰好处于平衡位置7右图中 相干波源，它们在同一水平面上产生两列圆形波图中实线圆弧表示波峰，虚线圆弧表示波谷，图示为两列波在某时刻叠加的波形图中有 a、b、c 三点 ( )Aa、b、c 三点振动都加强Ba、c 两点振动加强， b 点振动减弱Ca、b、c 三点振幅都相同Da、b、c 三点在同一时刻到达振动的正向最大位移8汽车向人驶近时，人耳听到的汽车喇叭声的频率与原来的频率相比，应 ( )A变高 B变低C先变高后变低 D先变低后变高9如图，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播某时刻质点 P 正通 10、过平衡位置，经过一段时间，波向前传播了距离 s，P 点第一次达到波峰，则该横波的波长为 ( )A4s B C D4图甲所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在同一条直线上，相邻两点间距离为d质点 1 开始振动时速度方向竖直向上，振动由此开始向右传播经过时间 t，前 13个质点第一次形成如图乙所示的波形，则该波的周期与波长分别为 ( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 9d B 8d C D 8列简谐横波沿 x 轴负方向传播，图甲是 t1s 时的波形图，图乙是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点) ，则图乙可能是图甲中哪个质元的振动图线? ( )甲 乙Ax0 处的质元 B 11、x 1m 处的质元Cx 2m 处的质元 Dx3m 处的质元120 4 正向最大 零 负向最大 零乙 零 负向最大 零 正向最大 零丙 正向最大 零 负向最大 零 正向最大丁 负向最大 零 正向最大 零 负向最大如果表中给出的是做简谐振动的物体的位移 x 或速度 v 与时刻的对应关系，T 是振动周期，则下列选项中正确的是 ( )A若甲表示位移 x，则丙表示相应的速度 丁表示位移 x，则甲表示相应的速度 丙表示位移 x，则甲表示相应的速度 乙表示位移 x，则丙表示相应的速度 图所示，在平面 有一沿水平轴 x 正向传播的简谐横波，波速为 s，幅为 02 m已知 t0 时刻 P 点质元的位移为 y0 2 m，速度沿y 轴正向Q 点在 P 点右方 01 m 处，对于 Q 点的质元来说 ( )A在 t0 时，位移为 y0 2 t0 时，速度沿 y 轴负方向时间状态物量量光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 在 t，位移为 y0 2 t，速度沿 y 轴正方向14一列简谐横波在 x 轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c 为三个质元。